Descubren por qué ciertos peces marinos se adaptan a ecosistemas de agua dulce

La aparición de nuevos ecosistemas brinda a los animales la oportunidad de colonizar esos nichos ecológicos y adaptarse a las nuevas condiciones diversificándose como especie. Pero no todas las especies de animales consiguen adaptarse a los nuevos entornos. Por ejemplo, solo un número limitado de especies de peces pueden colonizar ambientes de agua dulce como ríos y lagos.

“¿Por qué algunas especies de peces marinas son capaces de colonizar entornos de agua dulce y otras no?”, plantea Óscar Monroig, investigador en el Instituto de Acuicultura Torre de la Sal (IATS) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Monroig participa en un estudio, publicado en la revista Science, el que se muestran los mecanismos adaptativos que han permitido a algunas especies de peces marinos adaptarse al agua dulce y colonizar ríos y lagos.

“La especie Gasterosteus aculeatus, conocida como espinoso, es un pez marino ancestral que ha conseguido colonizar ecosistemas de agua dulce en múltiples ocasiones. Sin embargo, en el mar del Japón habita una especie muy similar de espinoso, el Gasterosteus nipponicus, que no puede colonizar entornos de agua dulce y permanece siempre en el mar”, explica el investigador.

Los experimentos del equipo, liderado por el National Institute of Genetics de Japón, se han realizado con estas especies y han mostrado que estas diferencias se derivan de los requisitos dietéticos del ácido docosahexaenoico (DHA). El DHA es un ácido graso poliinsaturado omega-3 esencial para el crecimiento y la supervivencia de los animales.

Como el DHA es producido principalmente por las algas y otros organismos marinos, los espinosos marinos no tienen dificultad en incorporar DHA a su dieta. Los ecosistemas de agua dulce ofrecen un acceso más limitado al DHA y, para sobrevivir, los espinosos deben compensar esa deficiencia en su dieta mediante mecanismos de producción endógena.

Análisis de ADN

“Se han analizado secuencias de genoma completo de 48 especies de peces, lo que ha revelado que los peces de agua dulce tienen un mayor número de copias de Fads2, un gen relacionado con la síntesis de DHA, en comparación con los peces marinos. También se ha observado que los espinosos tienen más copias de Fads2 que sus parientes del mar de Japón y, por lo tanto, mayores capacidades para sintetizar DHA, lo que les permite sobrevivir con la dieta que encuentran en los entornos de agua dulce”, declara el investigador español.

Para demostrarlo, se modificaron genéticamente ejemplares de espinoso del mar de Japón para que sobreexpresaran el gen Fads2, lo que les permitió sobrevivir también con dietas pobres en DHA propias de entornos de agua dulce.   

El trabajo de los investigadores muestra que el gen Fads2 desempeña un papel fundamental en la colonización de entornos de agua dulce por parte de algunos peces. Los resultados del estudio indican que el análisis genético de un gen adaptativo clave puede ayudar a predecir si los organismos pueden sobrevivir en ciertos ecosistemas. Dicha información sería útil para predecir la invasión de las poblaciones introducidas y el éxito del cultivo de especies acuáticas en ambientes artificiales.

La aparición de nuevos ecosistemas brinda a los animales la oportunidad de colonizar esos nichos ecológicos y adaptarse a las nuevas condiciones diversificándose como especie. Pero no todas las especies de animales consiguen adaptarse a los nuevos entornos. Por ejemplo, solo un número limitado de especies de peces pueden colonizar ambientes de agua dulce como ríos y lagos.

“¿Por qué algunas especies de peces marinas son capaces de colonizar entornos de agua dulce y otras no?”, plantea Óscar Monroig, investigador en el Instituto de Acuicultura Torre de la Sal (IATS) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Monroig participa en un estudio, publicado en la revista Science, el que se muestran los mecanismos adaptativos que han permitido a algunas especies de peces marinos adaptarse al agua dulce y colonizar ríos y lagos.

“La especie Gasterosteus aculeatus, conocida como espinoso, es un pez marino ancestral que ha conseguido colonizar ecosistemas de agua dulce en múltiples ocasiones. Sin embargo, en el mar del Japón habita una especie muy similar de espinoso, el Gasterosteus nipponicus, que no puede colonizar entornos de agua dulce y permanece siempre en el mar”, explica el investigador.

Los experimentos del equipo, liderado por el National Institute of Genetics de Japón, se han realizado con estas especies y han mostrado que estas diferencias se derivan de los requisitos dietéticos del ácido docosahexaenoico (DHA). El DHA es un ácido graso poliinsaturado omega-3 esencial para el crecimiento y la supervivencia de los animales.

Como el DHA es producido principalmente por las algas y otros organismos marinos, los espinosos marinos no tienen dificultad en incorporar DHA a su dieta. Los ecosistemas de agua dulce ofrecen un acceso más limitado al DHA y, para sobrevivir, los espinosos deben compensar esa deficiencia en su dieta mediante mecanismos de producción endógena.

Análisis de ADN

“Se han analizado secuencias de genoma completo de 48 especies de peces, lo que ha revelado que los peces de agua dulce tienen un mayor número de copias de Fads2, un gen relacionado con la síntesis de DHA, en comparación con los peces marinos. También se ha observado que los espinosos tienen más copias de Fads2 que sus parientes del mar de Japón y, por lo tanto, mayores capacidades para sintetizar DHA, lo que les permite sobrevivir con la dieta que encuentran en los entornos de agua dulce”, declara el investigador español.

Para demostrarlo, se modificaron genéticamente ejemplares de espinoso del mar de Japón para que sobreexpresaran el gen Fads2, lo que les permitió sobrevivir también con dietas pobres en DHA propias de entornos de agua dulce.   

El trabajo de los investigadores muestra que el gen Fads2 desempeña un papel fundamental en la colonización de entornos de agua dulce por parte de algunos peces. Los resultados del estudio indican que el análisis genético de un gen adaptativo clave puede ayudar a predecir si los organismos pueden sobrevivir en ciertos ecosistemas. Dicha información sería útil para predecir la invasión de las poblaciones introducidas y el éxito del cultivo de especies acuáticas en ambientes artificiales.